Исследователи из Массачусетского технологического института разработали технологию бесконтактного отслеживания сна с помощью радиоволн. Система способна отслеживать не только движения человека, но и другие физиологические параметры, такие как частота дыхания и пульс. В отличие от похожих разработок, система основана на нейросети, которая «отсекает» лишние сигналы из окружающей среды, что, по заявлениям разработчиков, позволило добиться точности, сопоставимой с измерениями с помощью электроэнцефалографии. Инженеры позиционируют устройство прежде всего как более удобную альтернативу для исследований нарушений сна. Разработка была представлена на Международной конференции по машинному обучению, также о ней сообщает MIT News.
Огромное количество людей страдают от различных нарушений сна. Ученые занимаются изучением этих нарушений отчасти потому, что они могут указывать на более серьезные заболевания и синдромы. К примеру, в 2015 году исследователи обнаружили связь между нарушением сна и накоплением в организме белков, обнаруживаемых в мозгу пациентов с деменцией альцгеймеровского типа. Как правило, исследования проводятся в больницах или лабораториях, а на тело пациента прикрепляется множество датчиков.
Исследователи из MIT решили создать устройство, которое позволит отслеживать сон и его стадии с высокой точностью, не мешая при этом человеку и позволяя проводить исследования даже в привычных для него домашних условиях. Устройство, по размерам напоминающее ноутбук, посылает радиосигналы с определенной частотой. Принцип действия основан на том, что при движении человека частота отражаемого от него сигнала меняется. Таким образом можно измерять не только движения всего тела, но даже дыхание и пульс.
Поскольку сигнал также отражается от других объектов, набор которых может быть разным в разных помещениях, а также зависит от конкретного человека, исследователи решили разработать специальный алгоритм. В его основе лежат сверточная и рекуррентная нейросети. Алгоритм позволяет отделять искомые сигналы, отражающиеся от человека, от сигналов, отражающихся от других предметов, а также делает систему универсальной, а не «заточенной» под использование помещении с определенной обстановкой.
Ученые провели проверку технологии на 25 здоровых добровольцах в течении ста ночей. Отрезки сна относили к одной из четырех категорий: бодрствование, фаза быстрого движения глаз, фаза легкого сна и фаза глубокого сна. Выяснилось, что в система определяет с точностью в практически 80 процентов, что сравнимо с точностью измерений с помощью электроэнцефалографии (83 процента). Также система значительно точнее, чем известные аналоги, использующие радиочастотный метод, и дающие точность до 64 процентов.
Сон — один из важнейших компонентов человеческой деятельности, и его нарушения влияют на многие процессы в организме. К примеру, в 2015 году американские ученые выяснили, что полное отсутствие сна в течение всего одной ночи снижает толерантность организма к глюкозе в примерно такой же степени, что и полгода на богатой жирами диете.
Григорий Копиев
Это первый случай заражения людей этим паразитом
Австралийские врачи обнаружили в мозге жительницы Нового Южного Уэльса личинку паразитического червя Ophidascaris robertsi, взрослые особи которого живут в пищеводе и желудке ковровых питонов. До этого пациентку больше года лечили от эозинофильной пневмонии — однако установить ее причину удалось только когда, женщина начала жаловаться на забывчивость и усиление депрессии, после чего медики сделали томографию мозга и биопсию. Как отмечается в статье для журнала Emerging Infectious Diseases, это первый известный случай заражения человека O. robertsi. Скорее всего, женщина проглотила яйца паразита вместе с листьями съедобных растений, которые собирала на озере около дома. Дикие и домашние животные часто передают людям паразитов и возбудителей инфекций. Такие случаи, как правило, не удивляют врачей и хорошо поддаются лечению. Тем не менее, порой люди заражаются от животных по-настоящему экзотическими болезнями. Например, недавно мы рассказывали о том, как игуана укусила трехлетнюю девочку за руку и инфицировала ее нетуберкулезной микобактерией Mycobacterium marinum. А британские медики выявили у мужчины, которого покусал бродячий кот, совершенно новый вид патогенных бактерий из рода Globicatella. Похожий пример описала команда врачей, которую возглавил Санджайа Сенанаяке (Sanjaya N. Senanayake) из Службы здравоохранения Канберры. В центре внимания специалистов оказалась 64-летняя жительница Нового Южного Уэльса, которая в январе 2021 года попала в больницу местного уровня с жалобами на боли в животе, диарею, сухой кашель и ночную потливость. Эти симптомы длились на протяжении трех недель. Компьютерная томография выявила поражение легких по типу матового стекла и повреждение печени и селезенки, а концентрация эозинофилов в жидкости, полученной при бронхоскопии, составила около 30 процентов. При этом никаких признаков злокачественных новообразований, инфекций, паразитов и аутоиммунных заболеваний выявить не удалось. В результате женщине диагностировали эозинофильную пневмонию неясной этиологии и прописали преднизолон, благодаря которому ее состояние частично улучшилось. Однако спустя три недели пациентку доставили в больницу в Канберре с рецидивом лихорадки и постоянным кашлем на фоне приема преднизолона. Здесь ее осмотрели Сенанаяке и его коллеги. Повторная компьютерная томография подтвердила, что у женщины поражены легкие, печень и селезенка, но выявить причину ее состояния не удавалось. Судя по результатам анализов, она не была заражена патогенными бактериями или грибками, в ее крови не было антител к паразитическим плоским червям шистосоме, эхинококку и двуусткам, а в фекалиях отсутствовали их яйца. Поскольку в молодости пациентка путешествовала по Южной Африке, Азии и Европе, медики предположили, что она может быть заражена кишечными угрицами (Strongyloides), и в дополнение к преднизолону и микофеноловой кислоте прописали ей ивермектин в течение двух дней подряд и повторную дозу через две недели. К середине 2021 года состояние легких и печени у пациентки, судя по результатам компьютерной томографии, улучшилось, хотя поражение селезенки сохранилось. В январе 2022 года врачи назначили ей меполизумаб, благодаря чему концентрация эозинофилов в крови пришла в норму, что позволило уменьшить дозу преднизолона без усиления респираторных синдромов. Однако затем в течение трех месяцев на фоне приема меполизумаба, микофеноловой кислоты и преднизолона женщина начала жаловаться на усиление депрессии (от которой она страдала и прежде) и забывчивость. Чтобы понять причину этих новых симптомов, Сенанаяка и его коллеги провели пациентке магнитно-резонансную томографию головного мозга, которая выявила поражение правой лобной доли размером тринадцать на десять миллиметров. В июне 2022 года врачи провели биопсию, в результате которой заметили и удалили из очага поражения струнообразную структуру. При ближайшем рассмотрении оказалось, что это живой и подвижный гельминт длиной 80 миллиметров. Осмотрев паразита, исследователи по его красной расцветке и строению ротового аппарата, кишечника и репродуктивной системы пришли к выводу, что перед ними личинка круглого червя Ophidascaris robertsi третьего возраста. Генетический анализ подтвердил гипотезу. Основным хозяином O. robertsi считается ковровый питон (Morelia spilota) — крупная змея, широко распространенная в Австралии и на близлежащих островах. Взрослые паразиты обитают в пищеводе и желудке питонов, а их яйца выходят наружу с фекалиями. После этого они попадают в организм промежуточных хозяев — мелких млекопитающих. А когда тех съедают питоны, жизненный цикл паразита замыкается. По словам Сенанаяки и его коллег, их пациентка стала первым человеком, у которого диагностировали заражение O. robertsi. Более того, в человеческом организме никогда не находили и других представителей рода Ophidascaris (кроме того, этих червей никогда не находили в мозге животных). Вероятно, женщина получила змеиных паразитов от ковровых питонов, которые жили в озере рядом с ее домом. Непосредственно со змеями она не контактировала, однако собирала на берегах водоема новозеландский шпинат (Tetragonia tetragonoides), на листьях которого могли остаться яйца O. robertsi. Судя по всему, женщина проглотила яйца паразита, когда готовила или ела листья шпината, в результате чего и произошло заражение. После операции пациентке назначили курс ивермектина и альбендазола, чтобы уничтожить паразитов, которые потенциально могли находиться в других органах (а также курс дексаметазона для борьбы с воспалением). Через шесть месяцев уровень эозинофилов у нее оставался в норме, а проблемы с забывчивостью и депрессией частично разрешились (хотя и не исчезли полностью). По мнению авторов, большая часть проблем со здоровьем у пациентки объяснялась перемещениями личинок во внутренние органы, при этом препараты по подавлению иммунитета, которые она получала в начале лечения, позволили по крайней мере одному из паразитов проникнуть в мозг. А вот поражение селезенки, которое сохранилось даже после лечения, скорее всего, следует считать отдельной патологией. Ранее мы рассказывали о том, как паразиты способствовали горизонтальному переносу генов между змеями и лягушками. В результате длинный ретротранспозон Bovine-B переходил от змей к лягушкам как минимум 54 раза в период между 85 и 1,3 миллионами лет назад.